So messen Wetterdienste die Temperatur


In dieser LAM 630 Lamellenschutzhütte befindet sich das Platin-Widerstandsthermometer PT100 zur Messung der Temperatur in 2 Metern über einer Rasenfläche.  | Bildquelle: Denny Karran
In dieser LAM 630 Lamellenschutzhütte befindet sich das Platin-Widerstandsthermometer PT100 zur Messung der Temperatur in 2 Metern über einer Rasenfläche. | Bildquelle: Denny Karran

Recht verbreitet erfolgt die moderne Temperaturmessung der Wetterdienste mit sogenannten Widerstandsthermometern elektronisch. Durchgesetzt haben sich dabei besonders die präzisen Platin-Temperaturmessfühler PT100 mit 4-Leitertechnik. Platin und andere Metalle ändern ihren Widerstand in Abhängigkeit der Temperatur. Bei Platin ist diese Änderung innerhalb eines großen Temperaturbereiches (-200 bis +850°C) nahezu konstant.

 

Bei einer Temperatur von 0°C (Bezugs- oder Ausgangswert) beträgt der Nennwiderstand (R0) eines PT100 100 Ω (R0 = 100 Ω). Davon ausgehend liegt der Temperaturkoeffizient bei 0,385 Ω/°C (Mittelwert). Der Temperaturkoeffizient aber bleibt analog zum Widerstand im gesamten Messbereich nur annähernd konstant, sodass sich mit zunehmender Entfernung vom Bezugswert 0°C auch die Messunsicherheit vergrößert.

PT100 der Genauigkeitsklasse AA mit Messunsicherheit

Die Messunsicherheit der PT100 ist abhängig von der Bauart und der Leitertechnik. So gibt es für verschiedene Platin-Widerstandsthermometer (Messwiderstand ist entweder von Keramik umhüllt oder in Hartglas eingeschmolzen)  auch verschiedene Genauigkeitsklassen (AA bis C). Sie geben nach DIN EN 60751 an, wie akkurat das hergestellte PT100-Thermometer die Temperatur ermittelt. Wetterdienste verwenden Messfühler der Genauigkeitsklasse AA (bis Mai 2009 noch 1/3 Klasse B). Diese messen die Temperatur mit einer Abweichung von:

 

+/- 0,1°C + 0,0017 x gemessene Temperatur

 


Insgesamt ist also festzustellen, dass selbst mit den hochgenauen PT100-Messfühlern der Klasse AA keine exakte Temperaturmessung möglich ist.

Was bedeutet die Messunsicherheit der PT100 für Rekordtemperaturen?

Seit der letzten globalen Erwärmung werden nahezu jährlich aus Deutschland und der Welt neue Spitzentemperaturen verkündet. In Deutschland wurde am 05. Juli 2015 und noch einmal am 07. August 2015 sogar ein neuer nationaler Rekordwert vermeldet. 40,3°C erreichte die Temperatur an beiden Tagen an der Station Kitzingen in Bayern.

 

Im Falle der gemessenen Rekordtemperatur in Kitzingen beträgt die Messunsicherheit +/- 0,17 (rund +/- 0,2°C). Damit lag die tatsächlich gemessene Temperatur mit einer hohen Wahrscheinlichkeit irgendwo zwischen 40,1 und 40,5°C. Die vorherigen Rekordtemperaturen in Deutschland erreichten maximal 40,2°C (+/- 0,2°C). In Anbetracht der Messunsicherheit lagen diese Werte genaugenommen zwischen 40,0 und 40,4°C. Somit lässt sich nicht eindeutig bestimmen, ob die wiederholt gemessenen 40,3°C in Kitzingen tatsächlich neue absolute Höchsttemperaturen in Deutschland waren. Eine Parallelmessung mit einem zweiten PT100 innerhalb der LAM 630-Strahlenschutzhütte in Kitzingen hätte möglicherweise sogar einen anderen Höchstwert ergeben.


Autor: Denny Karran | Veröffentlicht: am 20.08.2015 | © Welt der Synoptik